SU794387A1 - Способ определени весаРАСХОдуЕМОгО элЕКТРОдА элЕКТРО-ТЕРМичЕСКОй уСТАНОВКи и уСТРОй-CTBO дл ЕгО ОСущЕСТВлЕНи - Google Patents

Description

подключены к выходам двух первых ключей , а выходы элементов пам ти соединены через вторые два ключа со входами компаратора . При этом управл ющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами формировател  импульсов, вход которого и вход преобразовател  св заны с выходом генератора осциллирующих перемещений. Один из вариантов выполнени  устройства предусматривает соединение сигнальных входов первых двух ключей с датчиком тока, а другой вариант - с датчиком скорости. На фиг. 1 представлен первый вариант выполнени  устройства; на фиг. 2 - второй вариант; на фиг. 3, 4, представлены графики , по сн ющие работу устройства, соответственно дл  первого и второго вариантов . Определение веса, согласно описываемому способу, складываетс  из следующих операций: электроду с помощью электродвигател  придают осциллирующие перемещени  в направлении вверх-вниз путем передачи на привод перемещени  электрода знакопеременного управл ющего воздействи , например от генератора. В процессе осциллирующих перемещений электрода измер ют электромеханические параметры привода, например момент или пропорциональный ему ток  кор  двигател  при движении вверх и вниз, и. вычисл ют разность измеренных значений параметра, по которой и суд т о величине веса электрода . При выполнении осциллирующих реверсивйых перемещений электромеханического привода и, соответственно электрода, момент, развиваемый двигателем, определ етс  моментом сопротивлени  на его валу , т. е. зависит от веса электрода. При движении электрода вверх (подъем электроДа ) с установившейс  (неизмен ющейс ) скоростью развиваемый двигателем момент Л1п (0з + Оп)« + М.р, где (Зэ - вес электрода; неизмен ющейс  части механизма перемещени  (электрододержатель и т. д.); а - коэффициент передачи механизма перемещени ; МТР - момент сопротивлени  трени . При движении электрода вниз (опускание электрода) (Оз + 0„)а+ЛГ,р. Выделение разности Мц-MO позвол ет получить сигнал, пропорциональный весу электрода: UO М„ -М„ 2a(Ga -f Gn) Е Ga , который не содержит таких трудно поддающихс  точному определению и измен ющихс  в процессе плавки факторов, как сопротивление в вакуумном уплотнении, трение в передачах и т. д. Устройство, реализующее способ, применительно к электротермической установке 1 с электродом 2, источником питани  3, электродвигателем 4 перемещени  электрода и преобразователем 5, снабженным датчиком тока 6, содержит (фиг. 1) генератор 7 осциллирующих перемещений, элементы пам ти 8 и 9, св занные своими входами с выходами датчика тока 6 через два первых ключа 10, И, а выходами через два вторых ключа 12, 13 - со входами компаратора 14, подключенного своим выходом ко входу регистрирующего прибора 15. Управл ющие входы всех ключей 10-13 подключены к выходам формировател  16 импульсов управлеии . Согласно второму варианту устройства, реализующего способ (фиг. 2), ключи 10 и 11 подключены своими сигнальными входами к выходу датчика скорости 17 электродвигател  4. Дл  иллюстрации св зи элементов, выдел ющих сигнал о весе электрода, с системой регулировани  скорости плавлени , на фиг. 2 показаны элементы, вход щие в систему регулировани  электрического режима печи: регул тор межэлектродного промежутка 18 и блок выделени  скорости 19. Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом. Генератор 7 (фиг. 1 и 2) вырабатывает знакопеременный сигнал f/r (фиг. 3), поступающий на вход преобразовател  5 и обеспечивающий измерительно-реверсивное перемещение двигател  4 и соответственно электрода 2. Па фиг. 3 приведены диаграммы тока двигател  if и скорости двигател  сод при выполнении измерительного перемещени  (величина измерительного перемещени  принимаетс  много меньщей длины межэлектродного промежутка, чтобы не вносить возмущений в работу установки ). Пепосредственно измерение момента, развиваемого двигателем, представл ет серьезные трудности. Поэтому дл  выделени  сигнала, пропорционального весу электрода , целесообразно использовать параметры, поддающиес  пр мому измерению, например ток или скорость двигател . Согласно первому варианту устройства, реализующего способ, при выполнении измерительного перемещени  электрода фиксируетс  установившеес  значение тока двигател  /д при подъеме (дп) и опускании ( /до) электрода. Дл  этого по окончании переходного процесса разгона двигател  (по истечении времени in при подъеме и to при опускании) формирователь 16 по команде генератора 7 вырабатывает управл ющие сигналы Яф1 и Яфа (фиг. 3), обеспечивающие поочередное замыкание ключей 10, И и подключение выхода датчика тока 6 ко входам элементов пам ти 8 и 9, запоминающих значени  тока двигател  4 при подъеме (гдп) и опускании (1до) электрода 2. По окончании измерительного перемещени  электрода на выходе формировател  16 вырабатываетс  сигнал Яфд (фиг. 3),замыкающий ключи 12, 13 и обеспечивающий тем самым подключение элементов пам ти 8, 9 ко входам компаратора 14, производ щего операцию алгебраического суммировани , т. е. выдел ющего сигнал 1дп-1до, пропорциональный весу электрода, который регистрируетс  прибором 15. Этот сигнал может быть использован в системе регулировани  дл  выработки сигнала, пропорционального скорости плавлени  и последующего замыкани  системы регулировани  по этому параметру (как показано, например, на фиг. 2).

Пропорциональность сигнала f/G t n-до весу электрода обусловлена пр мой зависимостью установившегос  значени  тока двигател  от момента сопротивлени  наггрузки на его валу, т. е. от веса электрода. Действительно, при подъеме электрода установившеес  значение тока двигател  (значение тока после окончани  переходного процесса пуска и выхода на посто нную скорость - врем  t на фиг. 3)

М„ К

где К - посто нна  электродвигател .

Соответственно при опускании электрода установившеес  значение тока двигател  определ етс  как:

. Мо до - .

Компаратор 14, осуществл ющий операцию алгебраического сложени , выдел ет сигнал

UG - гдп - гдо -( п - ) (G. +Оп)ЕОэ.

Исключение из сигнала UG посто нной составл ющей, пропорциональной Gn, может быть осуществлено введением посто нного смещени , что позволит повысить точность измерени  веса расходуемого электрода. Если сигнал, пропорциональный весу электрода , используетс  в дальнейшем дл  выделени  изменени  веса, т. е. дл  получени  информации о скорости плавлени , то повышение точности путем исключени  неизмен ющейс  части сигнала может быть достигнуто соответствующим смещением рабочей точки компаратора или введением на его вход посто нного сигнала

.

В рамках предлагаемого способа измерени  веса электрода дл  выделени  сигнала, пропорционального весу электрода, может быть принципиально использован любой параметр электропривода, завис щий от нагрузки на валу двигател  (ток, скорость, врем  разгона, торможени  и т. д.). На фиг. 2 приведена структура устройства, обеспечивающего выделение сигнала о весе электрода путем регистрации скорости двигател  при разгоне и торможении. Така  структура устройства особенно целесообразна в электродных установках (например , в дуговых сталеплавильных печах),

механизм перемещени  электрода которых снабл ен разгрузочными устройствами (противовесами ) . В этом случае установившиес  значени  токов при подъеме и опускании электрода значительно отличаютс  друг от

друга, что снижает точность измерени .

Работа устройства, схема которого приведена на фиг. 2, по сн етс  диаграммами сигналов на фиг. 4. Аналогично схеме фиг. 1 генератор 7 вырабатывает сигнал Ur (фиг.

4), поступающий на вход преобразовател  5. При включении генератора 7 целесообразно отключить регул тор длины межэлектродного промежутка 18 (эти элементы на чертежах не показаны, так как не

 вл ютс  принципиальными). Под действием сигнала электродвигатель совершает реверсивное движение в переходных режимах , не достига  установившейс  скорости, как это показано на фиг. 4, где приведены

диаграммы тока 1д и скорости -сод.

Одновременно сигнал поступает на формирователь 16, который вырабатывает сигнал -UT, замыкающий ключ 10 и подключающий элемент пам ти 8 к выходу датчика

скорости 17. Элемент пам ти 8 фиксирует максимальное значение скорости при подъеме электрода, определ емое как

,

ДП

, . , , П

/Д -Ь /П + /9

де УИд /С1д-динамический момент двигател  (дл  упрощени  выводов принимаем Л д const, что справедливо дл  привода , например, с тиристорным

преобразователем, имеющим малую посто нную времени и контур ограничени  тока двигател );

/д - момент инерции ротора двигател ;

/п - приведенный к двигателю момент инерции подвижных частей механизма перемещени  электрода;

э Gg - приведенный к двигателю

момент инерции электрода; Р - коэффициент пропорциональности; тэ - масса электрода.

Далее формирователь 16 вырабатывает сигнал ифз, замыкающий ключ 11 и подключающий выход датчика скорости 16 к элементу пам ти 9, фиксирующему максимальное значение скорости при опускании электрода

М - Мо .

°-/д + /п + /э °По окончании измерительного движени  привода генератор 7 вырабатывает сигнал УГЧ, замыкающий ключи 12, 13 и подключающий элементы пам ти 8, 9 ко входам компаратора 14 и далее к регистрирующему прибору 15.

При работе схемы фиг. 2 возможны две ситуации при ,

, «дп до,

что может рассматриватьс  как частный (имеющий лищь теоретическое значение) случай полностью скомпенсированной системы . В случае

дп С до и 4 - 4 - 4

CD

7- 7М.Г, 1Лп ,f

UQ - (Одп - - . , 4 Сэ . /ж + /п + э

При (Одп СОдо; . в этом частном случае достаточно измерить (зафиксировать) скорость при нереверсивном движении привода в ту или иную сторону. Тогда

г/о Е содп «ло -

и э

/д + /п + 8 Оэ

Дл  уменьщени  погрещности целесообразно произвести реверсивное измерительное перемещение привода и сложить на компараторе полученные сигналы

м,, - м„

4Еа.

О Шдп 4- «до 2

/д + /П + Р Оэ

Таким образом, способ измерени  веса электрода позвол ет осуществить измерение веса электрода без реконструкции установки и усложнени  ее за счет введени  специального датчика. Кроме того, это позвол ет повысить производительность печи и качество выплавл емого металла, так как

позвол ет построить систему регулировани  процессом плавки по скорости плавлени  электрода.

Claims (4)

1.Способ определени  веса расходуемого электрода электротермической установки путем измерени  электромеханических параметров привода его перемещени , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  точности, в период измерени  на рабочее движение привода накладывают осциллирующие перемещени  и измер ют электромеханические параметры привода

при его движении в одну и другую стороны и определ ют их разность, по которой с)д т о весе электрода.

2.Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее электродвигатель

перемещени  расходуемого электрода с датчиком скорости, св занный через датчик тока с выходом преобразовател , отличающеес  тем, что в него введены генератор осциллирующих перемещений, компаратор , четыре ключа, фор ирователь импульсов и два элемента пам ти, причем входы элементов пам ти подключены к выходам первых двух ключей, а выходы элементов пам ти соединены через вторые два

ключа со входами компаратора, при этом управл ющие входы всех ключей соединены с соответствующими выходами формировател  импульсов, вход которого и вход преобразовател  св заны с выходом генератора осциллирующих перемещений.

3.Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ ее с   тем, что сигнальные входы первых ДВУХ ключей подключены к датчику тока.

4.Устройство по п. 2, отличающеес  тем, что сигнальные входы первых двух

ключей подключены к выходу датчика скорости .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Патент ФРГ № 115739, кл. 21а 13/13, опублик. 1964.

2.Авторское свидетельство СССР № 628409, кл. G 01G 5/04. 1974.

3. Авторское свидетельство СССР № 158603, кл. G 01G 23/36, 1962 (прототип).

rS

и ч